[实用新型]LoRa简易网关

说明书

技术领域

本实用新型属于低功耗扩频通信技术领域，具体涉及一种应用于无线通信的LoRa网关。

背景技术

随着物联网和无线通信技术的飞速发展，人们与信息网络已经密不可分，无线通信在人们的生活中扮演着越来越重要的角色。低功耗、微型化是用户对当前无线通信产品尤其是便携产品的强烈要求。短距离无线通信的低成本、相对其它无线通信技术的低功耗、及其对等通信特征等适应了飞速发展的便捷信息传输的需求。在技术、成本、可靠性及可实用性等各方面的综合考虑下，低功耗、长距离无线通信技术成为了当今通信领域研究的热点。

目前市面上的采集终端主要是RTU和DTU集成应用，通过RTU来采集、处理数据后，再通过DTU部分连接2G、3G、4G网络将数据发送至互联网。RTU和DTU之间使用集成在电路板的线路或者物理电缆通过串口进行连接。单个DTU只能匹配一个RTU，并且相距不能很远。因设备较多，每套系统需要配置大功率的太阳能供电系统，维护成本很高，使用寿命低每隔2年就需要更换蓄电池。

高成本的采集终端导致采集器部署非常有限，以至于采集到的数据不足已给决策者提供准确有效数据分析能力，给管理层工作造成很大的困难。

实用新型内容

为解决现有技术存在的成本高、可靠性差且功耗较高的技术问题，本实用新型提供了一种LoRa简易网关，主要应用在无线通信、数据采集和远程控制等领域，适用于物联网系统的远程监控及管理，是一种协议转换器，也是一种LoRa透传设备，通过LoRa扩频无线信号连接LoRa终端，通过2G/3G/4G网络连接云端数据服务器，实现LoRa终端数据与云端数据服务器之间的数据连接。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：LoRa简易网关，包括微控制单元，微控制单元上的R端口、T端口通过数据线与LoRa模块连接，LoRa模块与多个LoRa终端进行信息传输，微控制单元的A端口、B端口通过数据线与LTE模块连接，LTE模块通过互联网模块与云端数据服务器连接。LoRa模块接收来自多个LoRa终端的数据，LoRa模块将数据传送至微控制单元内，微控制单元对数据进行解析整理后，再通过LTE模块将数据依次发送至互联网模块、云端数据服务器，云端数据服务器将回送的数据反馈至微控制单元内，微控制单元对回送数据进行处理后，再通过LoRa模块将回送数据播送出去。

其中，LoRa网关利用LoRa扩频通信技术连接LoRa终端，再通过2G/3G/4G网络接入互联网模块，从而实现了LoRa终端与云端数据服务器之间的数据交互。LoRa终端的数量可达5000多个，5000多个LoRa终端可接入同一LoRa网关，众多LoRa终端共享一个互联网通道，很大程度地节约了终端部署成本和通信费用成本。

其中，作为优选的，LoRa模块通过LoRaWAN与多个LoRa终端通信，采用LoRa扩频通信技术，LoRa网关与LoRa终端之间最远可达3-10公里的通信距离，多个LoRa终端与LoRa网关之间采用星型拓扑结构，同时，LoRa终端可以在不同的网关之间无缝漫游通信，采用此通信模式，延时小，更好地提高了通信实时性。

本网关采用低功耗设计，采用单节18650磷酸铁电池供电，内置超强休眠机制，睡眠电流可低至10 uA级，一节2300MA电池可以使用1-2年。

其中，作为优选的，LTE模块通过2G/3G/4G通信网络与互联网模块连接，相对于传统的物理通信，通信距离远，通信设备少，无需配置大功率的供电系统，维护成本低。

微控制单元通过SPI总线与LoRa模块连接,SPI总线是一种高速、全双工、同步的通信总线，布局空间小。

微控制单元通过UART与LTE模块连接,UART是一种异步收发传输器，它将要传输的数据在串行通信与并行通信之间加以转换，并在微控制单元与LTE模块之间实现双向信号传输。

其中，作为优选的，微控制单元为32位微控制单元。

本实用新型与现有技术相比，具体有益效果体现在：

一、低成本：本实用新型采用LoRa扩频通信技术连接终端，通过2G/3G/4G网络接入互联网，从而实现了LoRa终端与云端数据处理器之间的数据交互，每个LoRa网关可以接入多达5000个LoRa终端，终端LoRa终端共享一个互联网通道，很大程度上节约了LoRa终端的部署成本和通信费用成本。